發現進展
近日，日本理化學研究所與自然科學研究機構的研究人員開發出一種新技術。他們將發光珊瑚中的螢光蛋白質與從海鞘中提取的膜電勢感應物質相結合，大幅度提高了純蛋白質屬性的膜電勢(指由細胞膜分隔開的細胞內外液之間的電勢差，能夠感應這種電勢差的分子被稱為膜電勢感應物質)感受性螢光探測物的感光度，成功地將神經細胞和肌肉細胞的興奮狀況可視化。該技術將有助於開發出新一代的螢光顯示技術，將腦神經等器官的快速電流活動轉化為高清晰圖像。據日本理化學研究所網站報導，2002年，該機構研究人員從沖繩海域的兩種叫海蘑菇和台灣蕈珊瑚的珊瑚中提取了兩種螢光物質———mUKG和mKOκ，mUKG發綠光而mKOκ發橙色光。由於這兩種光在光譜上存在重合區，因此將二者結合就能產生被稱為螢光共鳴的能量移動，大大提高感光度。之後，自然科學研究機構研究人員於2005年又從海鞘的膜酶蛋白質中提取了一種叫“Ci-VSP”的膜電勢感應物質，這是一種連線了膜電勢感測區域和脫磷氧化酶區域的膜貫通型酶蛋白質，在這種物質的作用下，細胞的膜電勢改變，在電勢感測區域就會誘髮結構變化，從而使酶的活性也發生改變。此次，日本研究人員嘗試在Ci-VSP所在的電勢感應區域中加入mUKG和mKOκ，觀察其對膜電勢變化的反應。結果顯示，螢光物質可以非常清晰地顯示膜電勢的變化情況。科學家將這種新物質命名為“Mermaid”。據介紹，Mermaid比起以往的純蛋白質屬性的螢光膜電勢感應物質的感光度提高了幾倍，通過其發出的伴隨著膜電勢變化的螢光信號，研究人員可以實時捕捉到由神經細胞引起的活動電勢的變化。科學家進而設定了可以高速獲取螢光圖像的顯微鏡，通過這種顯微鏡可以直接觀測到代入了Mermaid的大腦皮質神經細胞和心肌細胞發出的電流拓展的圖像。研究人員稱，這項發明使科學家能夠更廣泛和更快速地解析腦和心臟的電流活動，這對研究大腦的思維活動，探索大腦的秘密，開發大腦的潛力具有重要意義。此外，這項發明還將對開發新型膜興奮型藥物產生推動作用.
膜貫通蛋白質